“新摩爾時代”的新興應(yīng)用與技術(shù)探尋(上)

有人說現(xiàn)在是大公司時代，強者更強，因此電子業(yè)內(nèi)兼并重組現(xiàn)象時有發(fā)生。有人卻說，未來給中小企業(yè)帶來了機會，只要你的技術(shù)或產(chǎn)品在專注的領(lǐng)域里能排在前三，因為發(fā)達的媒體業(yè)鏟平了信息阻隔，為更多的中小企業(yè)創(chuàng)造了貿(mào)易機會。

最近，筆者參加了美國Globalpress公司在硅谷周邊——Santa Cruz舉辦的Electronic Summit2010(電子高峰會議)，有約30家公司參與，大部分是中小企業(yè)。從中感慨到：摩爾定律揭示了半導(dǎo)體業(yè)正向40/32/28nm制程推進的必然過程;但“新摩爾時代(more than Moore)”使新興應(yīng)用、新興市場、新興技術(shù)蓬勃誕生。現(xiàn)在有什么好點子、好技術(shù)、好產(chǎn)品、好服務(wù)?從此采訪報道中可見一斑。

應(yīng)用關(guān)鍵詞：綠色、互聯(lián)移動、視頻處理、無線傳感網(wǎng)

表1是筆者歸納的此次采訪熱點。

綠色

綠色和電子在哪里相遇?在綠色專題研討會上，主持人——GreenTech網(wǎng)站的主編Michael Kanellos(1照片)給大家?guī)砹艘粋€好消息，相比綠色發(fā)電，半導(dǎo)體IC供應(yīng)商從提升電源效率的電路中收益更大。盡管風(fēng)能、太陽能、原子能和智能電網(wǎng)中的芯片很重要，但發(fā)電和相關(guān)監(jiān)控所帶來的貨幣價值相對較小，大部分電子價值會到電力系統(tǒng)供應(yīng)商那里。在IC應(yīng)用方面，LED照明、智能馬達控制和智能功率控制增長較快。最好需要綠色方案與標(biāo)準(zhǔn)方案的價格對等。

低功耗是個永恒的話題，Silicon Labs公司提出了嵌入式系統(tǒng)的納功耗，方法是使用在CMOS中使用混合信號CMOS技術(shù)。對功率敏感的應(yīng)用包括智能電表、家庭中的電量監(jiān)控系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、個人醫(yī)療設(shè)備以及能量收集系統(tǒng)。很多這類應(yīng)用是電池驅(qū)動的，然而有時每秒要處理千萬級的指令，還結(jié)合有傳感器接口、無線連接。

為了減少電流到納安級，必須始于芯片級。尤其對MCU來說更是如此，因為它是很多電子設(shè)備的智能引擎。Silicon Labs通過混合信號技術(shù)來控制MCU中的主動、睡眠和深度睡眠模式。集成高性能的模擬外圍包括A/D轉(zhuǎn)換器、LDO和DC/DC調(diào)節(jié)器等。

Silego的使命是提供綠色方案，通過提供高性能的混合信號支持IC，快速帶給市場有潛力的IP(GreenPRD)，來驅(qū)動系統(tǒng)高效、明顯減少元件數(shù)量和縮小電路板空間，并且價格具有競爭性。

太陽能是最受矚目的新能源之一，NS(美國國家半導(dǎo)體)公司可再生能源部總監(jiān)Ralf J. Muenster重點介紹了該公司在太陽能電池板利用效率方面的創(chuàng)新——SolarMagic Power Optimizer，可大大提升太陽能電池的利用效率(圖1)。

IC制造通常被認(rèn)為是高污染行業(yè)。Samsung代工廠副總裁Ana Hunter女士介紹了該公司低功耗制程的4個R原則(Reduce、Reuse、Recycle、Refrain，減少、再利用、再循環(huán)、克制)。

LED是新一代照明。在討論會之后的主題報告中，NS關(guān)鍵市場行銷與商業(yè)開發(fā)部高級副總裁Mike Polacek著重介紹了該公司推出的業(yè)界首個帶有動態(tài)余量(headroom)控制的LED驅(qū)動器LM3464，可用于工業(yè)、街道和汽車的照明。不像傳統(tǒng)的高亮LED驅(qū)動器只驅(qū)動一串燈，LM3464 LED驅(qū)動器可驅(qū)動四通道，每通道可有20多個LED，由此減少了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

在第二天，Interisil的CEO Dave Bell提出“功率就是金錢”。例如數(shù)據(jù)中心(服務(wù)器農(nóng)場)目前占美國能耗的5%，2009年美國數(shù)據(jù)中心的能耗增加了12%，因此，降低耗電大戶的功率也意味著節(jié)省這些企業(yè)的成本。該公司數(shù)字電源等方案面向此類應(yīng)用。在前一天的演講中，Samsung稱若在服務(wù)器中采用DDR3與SSD(硬盤)，可同比節(jié)省39%的電力消耗。

智能手機、互聯(lián)移動設(shè)備

隨著移動頻帶的激增以及LTE等更多的空中標(biāo)準(zhǔn)涌現(xiàn)，使RF前端的復(fù)雜性大大提高。Peregrine Semiconductor提供手機等所需的RFIC，例如開關(guān)、數(shù)字可調(diào)電容器(DTC)和功放(PA)等。首席市場官Rodd Nobak稱其采用獨特的RFIC的SOI(絕緣層上的硅)生產(chǎn)工藝——專利的UltraCMOS技術(shù)基于硅上藍寶石(SOS)，因此在性能、插入損耗、低功耗、尺寸、成本上都有很大改進。Peregrine目前已出貨6億塊RFIC，60%用于手機。新一代STeP7平臺采用180nm制程、200mm晶圓。近日，Peregrine又與IBM微電子部簽訂了合作協(xié)議，共同開發(fā)和制造下一代UltraCMOS SoS制程技術(shù)。

手機顯示增強和節(jié)電吸引著眾多商家。QuickLogic提供的可編程視頻增強解決方案平臺主要是ArcticLink II方案，其中ArcticLink II VX為移動設(shè)備帶來了TV質(zhì)量的視頻體驗。主要包含兩部分：VEE(視覺增強引擎)用于明亮陽光或過暗背景下的屏幕顯示效果增強，DPO(顯示功耗優(yōu)化器)用于節(jié)電，主要用于LCD?？春肙LED的前景，QuickLogic于4月27日宣布VEE和DPO也支持增強OLED顯示的用戶體驗。

高清電視、海量信息處理、LTE

28nm制程成本比40nm還貴，這似乎違背了追求更低制程的初衷——降低單位芯片成本，但這絲毫不減廠家對28nm的追逐熱度，因為根據(jù)摩爾定律，28nm必然到來。

Altera市場行銷部高級副總裁Danny Biran稱該公司28nm的Stratix V系列芯片擬2011年1季度面試。新的V系列欲開辟新摩爾定律(more than Moore)時代，即不僅是芯片密度的提高，更是應(yīng)用的拓展。當(dāng)前，在不斷增加處理能力的同時，客戶還迫切需要嚴(yán)格控制功耗和成本。Stratix V在DSP FPGA應(yīng)用方面將鎖定三大海量信息處理領(lǐng)域：高清電視，3G、LTE和LTE Advanced基站，軍用雷達。

現(xiàn)在視頻處理仍然較復(fù)雜，Altera的視頻設(shè)計方法可以大大節(jié)省設(shè)計時間(圖2)，Altera稱目前已有超過100家客戶對此感興趣。

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占領(lǐng)了美國2/3數(shù)字家庭領(lǐng)域(數(shù)字電視、DVD機、機頂盒)的MIPS科技公司也聞風(fēng)而動。CEO Sandeep Vij宣布了三大戰(zhàn)略：⒈在消費電子領(lǐng)域繼續(xù)投資，關(guān)注新興的數(shù)字電視及STB(機頂盒)、3D TV等視頻和圖形技術(shù)，關(guān)注高清音頻領(lǐng)域等。

2. 進一步開拓網(wǎng)絡(luò)市場。 和Cavium Networks、NetLogic和Freescale等公司進行合作，力圖切入核心網(wǎng)市場中。此外，在Wi-Fi 以及寬帶接入方面，也在積極推廣 MIPS 架構(gòu)。

3. 4G移動便攜式市場，包括應(yīng)用處理器(AP)和基帶。Android和4G網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合使MIPS的簡潔、高效的處理器IP可以施展才干。

視頻、高速通信需要高性能的模擬和混合信號IC支持。加拿大Gennum公司的模擬和混合信號產(chǎn)品部高級副總裁兼總經(jīng)理Martin Rofheart博士介紹說，Gennum專注高速數(shù)據(jù)傳輸，提供模塊IC。

新產(chǎn)品集中在數(shù)據(jù)通信和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。目前，視頻廣播業(yè)務(wù)方面在穩(wěn)步增長，例如3D廣播視頻、3G/4G通信等。3月，該公司推出集成的基于平臺的解決方案，用于SFP+ 光模塊，提供全集成的6G和11G bit/s數(shù)據(jù)率的模塊IC解決方案。

公司下一步規(guī)劃是：繼續(xù)保持10G模塊IC電信供應(yīng)商第一的地位，增強網(wǎng)絡(luò)、存儲和云能力;繼續(xù)保持廣播視頻傳輸產(chǎn)品領(lǐng)域第一位的供應(yīng)商，產(chǎn)品包括均衡器、時鐘恢復(fù)器、線纜驅(qū)動器、串行/解串器等。

4G是無線通信廠商的熱點。法國Sequans Communications公司主要從事4G芯片和寬帶+RF集成的公司。該公司市場與商業(yè)開發(fā)副總裁Craig Miller稱：其TD-LTE方案已應(yīng)用于上海世博會。與此同時，WiMAX市場也在蓬勃發(fā)展。據(jù)MaraVedis Research公司和Sequans預(yù)測，2010年WiMAX器件的出貨量將是2009年的3倍。我國華為等企業(yè)是Sequans的最大采購商之一，產(chǎn)品主要供出口。

無線傳感網(wǎng)、智慧地球

WSN(無線傳感器網(wǎng))和智慧地球是Internet未來的主要應(yīng)用之一。WSN需要大量的傳感器，也促進了MEMS傳感器的繁榮。

MEMSIC(美新)是一家基于MEMS的傳感器和系統(tǒng)的解決方案的公司，在我國無錫有制造廠。MEMSIC市場和銷售副總裁Mark Laich說：該公司基于MEMS的ASSP(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)用于大批量應(yīng)用，諸如移動電話、消費類電子和汽車。5月10日，其推出了世界第一款完全集成的數(shù)字化方向傳感器——DTOS。MXC6225XU型號產(chǎn)品為超低成本、兩軸運動的定位傳感器，用于移動電話、玩具、游戲、數(shù)碼相機、平板電視、家電等。

感、知的下一步是行。善于提出新理念、走前沿高端戰(zhàn)略的IBM，此次又重申了“智慧地球”的理想藍圖。IBM院士(Fellow)、戰(zhàn)略聯(lián)盟副總裁Bernard S. Meyerson博士告訴筆者，相比于物聯(lián)網(wǎng)，智慧地球更突出了“計算”，需要云計算搭建SoS(System on System)等。物聯(lián)網(wǎng)集中于感、知，數(shù)據(jù)量處理得相對較小;而智慧地球則強調(diào)需要大量的數(shù)據(jù)處理，例如智能交通，不僅需要把車流等信息匯總，還要計算出車該如何“行”。

技術(shù)關(guān)鍵詞：FPGA、MEMS、模擬、處理器

FPGA、可編程

FPGA廠商Lattice的營業(yè)額在2009/08年增長了10%左右，2010年一季度營收達7040萬美元，與2009年第四季度相比增長了28%，毛利率更增長了58.5%。這與該公司定位FPGA/CPLD的中低密度有關(guān)。據(jù)Lattice公司總裁兼CEO Bruno Guilmart說，該公司FPGA產(chǎn)品定位三大塊：中等密度FPGA，特點是低功耗、量大，典型產(chǎn)品如ECP3;低密度FPGA，其特點是低成本、使用方便、供應(yīng)渠道伙伴，今年將推出非易失FPGA;混合信號FPGA產(chǎn)品。三類產(chǎn)品鎖定大批量市場或新興市場，如數(shù)碼相機、LCD TV、服務(wù)器、無線基站、智能手機(4000ZE系列CPLD定位于此)。Lattice產(chǎn)品三件法寶是價格較低、I/O口多，帶非易失存儲。

Silego不久前宣布推出GreenPAK和GreenSAK系列帶可編程模擬的micro-FPGA，具有一次NVM可編程IC，使工程師在可編程的IC上用幾分鐘就可以完成數(shù)字、模擬和混合信號電路設(shè)計，在大型計算和通信板上可減少25%的元件。GreenSAK號稱是業(yè)界最小的金屬掩膜可編程數(shù)模混合IC，在典型的PCB(印制電路板)上，可以減少30%的被動和簡單的主動元件數(shù)目。二系列目前針對4和8位MCU應(yīng)用，或者與Silego的GreenCLK和GreenFET驅(qū)動器產(chǎn)品線配合。二者不同之處是：GreenSAK是一次可編程(OTP)IC，GreenSAK針對超大批量(1百萬/月)、對價格非常敏感的應(yīng)用。(未完待續(xù))

(注：關(guān)于此次采訪更多信息，可瀏覽筆者博客：http://wangying1.spaces.eepw.com.cn，或本刊視頻網(wǎng)站：http://v.eepw.com.cn)